体声波滤波器的设计与微加工方法

作     者：高杨 蔡洵 贺学锋 GAO Yang;CAI Xun;HE Xuefeng

作者机构：中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 核探测与核电子学国家重点实验室(中国科学院高能物理研究所)北京100049 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61574131) 中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室基金资助项目(2014ZA001) 核探测与核电子学国家重点实验室开放课题基金资助项目(2016KF-02) 特殊环境机器人技术四川省重点实验室(西南科技大学)开放基金资助项目(14ZXTK01) 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2017年第39卷第2期

页      码：157-162页

摘      要：提出了一种易于使用的薄膜体声波(FBAR)滤波器的4步设计方法,以一种FDD-LTE Band7的Rx滤波器为例展示了该方法的应用流程。第一步,根据FBAR滤波器的中心频率和带宽指标,确定FBAR薄膜叠层中各层薄膜的厚度。第二步,得到滤波器的电路结构。第三步,得到每个FBAR单元的谐振区面积;为此,将串联FBAR单元的谐振区面积、并联FBAR单元与串联FBAR单元的谐振区面积比值作为两组优化参数;将给定滤波器的插入损耗和带外抑制指标作为优化目标,利用ADS软件中的梯度优化算法,得到其优化值。第四步,旨在使滤波器的带内纹波最小化。设计中采用一种新的FBAR电极厚度调整方法,故意使串联FBAR的串联谐振频率与并联FBAR的并联谐振频率频率值不等,但相差很小,实现了该目标。由于案例设计结果中,SiO2支撑层的厚度仅300nm,需要在背面通孔刻蚀的微加工工艺中工序保留良好,因此,提出了一种基于绝缘衬底上的Si(SOI)圆片中埋氧层(BOX)缓冲的两步通孔刻蚀工艺方案,该方法利用了BOX的刻蚀自停止特性。研究结果表明,Rx滤波器插入损耗为0.6dB,在Tx频段的带外抑制为40.4dB,带内纹波为0.4dB。由此验证了该设计方法的可行性。

主 题 词：微机电系统(MEMS) 滤波器 薄膜体声波谐振器(FBAR) 谐振区面积 优化参数 带内纹波 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

馆 藏 号：203218766...